KR20160080847A - System and Method for Multi-User Multiple Polarized Input Multiple Output(MU-mPIMO) - Google Patents

System and Method for Multi-User Multiple Polarized Input Multiple Output(MU-mPIMO) Download PDF

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KR20160080847A
KR20160080847A KR1020140192512A KR20140192512A KR20160080847A KR 20160080847 A KR20160080847 A KR 20160080847A KR 1020140192512 A KR1020140192512 A KR 1020140192512A KR 20140192512 A KR20140192512 A KR 20140192512A KR 20160080847 A KR20160080847 A KR 20160080847A
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polarized
rti
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signals
signal
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노고산
방승재
김진업
박윤옥
신창용
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한국전자통신연구원
선문대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to multiple polarization transmission system and method for wireless communications, capable of transmitting individual data streams to multiple users simultaneously by performing transmission from a multiple polarization input to a multiple output in proportion to the number of polarized antennas used in a transmitter or the number of polarized waves.

Description

다중 사용자 동시 전송을 위한 다중 편파 전송 시스템 및 방법{System and Method for Multi-User Multiple Polarized Input Multiple Output(MU-mPIMO)}Technical Field [0001] The present invention relates to a system and a method for transmitting multiple polarized waves for simultaneous transmission of multiple users.

본 발명은 편파 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 다중 편파 입력으로부터 다중 출력으로 전송하여 다수 사용자에게 개별 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있는 다중 편파 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polarization transmission system and method, and more particularly, to a multi-polarization transmission system and method capable of simultaneously transmitting an individual data stream to multiple users by transmitting from multiple polarization input to multiple outputs.

가시선 (line-of-sight) 채널 환경에서 편파 (Polarization)를 이용하여 데이터를 전송하는 기존의 시스템에서는, 송신기에서 많은 편파 안테나를 장착하여 데이터를 전송하거나 혹은 많은 수의 서로 다른 편파를 이용하여 정보를 전송할지라도, 이 시스템의 편파 채널은 2의 자유도 (degree-of-freedom)을 가진다. 이와 같은 기존의 편파 전송을 위한 송신기에서는, 이용되는 편파 안테나와 분할된 편파의 수와 상관 없이 최대 2명의 사용자에게만 개별 데이터 스트림을 전송하므로, 좀 더 많은 다수 사용자에게 개별 데이터 스트림을 전송할 수 있도록 개선이 필요하다.In a conventional system for transmitting data using polarization in a line-of-sight channel environment, a transmitter may transmit data with a large number of polarized antennas, or a plurality of different polarizations may be used to transmit information , The polarization channel of this system has a degree of freedom of two. Such a conventional transmitter for polarization transmission transmits individual data streams to only a maximum of two users irrespective of the number of polarized antennas and the number of polarizations used, so that it is possible to transmit individual data streams to a larger number of users Is required.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 송신기에서 이용되는 편파 안테나 수 또는 편파의 수에 비례하여, 다중 편파 입력으로부터 다중 출력으로 전송하여, 다수 사용자에게 개별 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있는 무선 통신용 다중 편파 전송 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a multi- And to provide a multi-polarization transmission system and method for wireless communication capable of simultaneously transmitting individual data streams.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 다중 편파 신호를 이용하여 복수의 수신기로 각각의 데이터 스트림을 전송하는, 다중 편파 전송을 위한 송신기는, N개의 전송 대상 데이터 스트림을 서로 직교하는 N개의 편파 신호로 변환하고 합성하는 다중 편파신호 생성부; 및 합성된 상기 N개의 편파 신호를 주파수 업 컨버전하여 송신 안테나를 통해 전송하는 RF(Radio Frequency)부를 포함한다.In order to achieve the above object, a transmitter for transmitting a plurality of polarized waves, each of which transmits a data stream to a plurality of receivers using a polarized wave signal according to an aspect of the present invention, A multiplexed polarized signal generating unit for converting the data streams to be transmitted into N polarized signals orthogonal to each other and synthesizing them; And an RF (Radio Frequency) unit for frequency up-converting the synthesized N polarized signals and transmitting the converted signals through a transmission antenna.

하나의 상기 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 N개의 편파 신호에 따라 N개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신할 수 있다.N receivers may receive different data streams according to the N polarized signals transmitted through one transmission antenna.

또한, M개의 상기 다중 편파신호 생성부 및 M개의 상기 RF부를 구비하고, M개의 상기 송신 안테나 각각을 통해 상기 N개의 편파 신호씩 전송되는 해당 MN개의 편파 신호에 따라 MN개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mobile communication system including M M polarization signal generators and M M RF antennas, Stream can be received.

상기 다중 편파신호 생성부는, 상기 N개의 편파 신호 x=(x1 x2 ..xN)T에 대하여, 프리코더 행렬

Figure pat00001
을 계산하여 코딩하되, 여기서,The multi-polarized wave signal generator generates a multi-polarized wave signal by multiplying the N polarized signal x = (x 1 x 2 .. x N ) T by a precoder matrix
Figure pat00001
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &

Figure pat00002
,
Figure pat00002
,

H1, H1,.., HN은 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωN (i)는 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터이다. H 1, H 1, .., H N is the channel matrix including channel line-of-sight and non-line of sight component for each channel of the N polarization signal, ω 1 (i), ω 2 (i), .. ω N (i ) Is a repetition number i-th received signal combiner column vector for each channel of the N polarized wave signals.

상기 다중 편파신호 생성부는, 상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여

Figure pat00003
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서The multiplexed polarized signal generating unit may multiply the predetermined error value epsilon by a predetermined number of times of the repetition number i or based on the received signal combiner column vector m (i + 1) at the corresponding receiver m
Figure pat00003
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,

Figure pat00004
,
Figure pat00004
,

Hm은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기이다.H m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders matrices V m-th column, () in the (i + 1) * is the complex conjugate, ∥ ∥ 2 is the vector magnitude of to be.

또한, M개의 상기 다중 편파신호 생성부 및 M개의 상기 RF부를 구비하는 경우에, 각각의 상기 다중 편파신호 생성부는, 해당 MN개의 편파 신호

Figure pat00005
에 대하여, 프리코더 행렬
Figure pat00006
을 계산하여 코딩하되, 여기서,In addition, when the M polarized wave signal generating unit and M RF receiving units are provided, each of the M polarized wave signal generating units may generate the MN polarized wave signal
Figure pat00005
, A precoder matrix
Figure pat00006
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &

Figure pat00007
,
Figure pat00007
,

Figure pat00008
1,
Figure pat00009
2,..,
Figure pat00010
MN은 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωMN (i)는 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터이다.
Figure pat00008
1 ,
Figure pat00009
2 , ...,
Figure pat00010
MN is a channel matrix including visible and invisible channel components for each of the MN polarized signal channels, ω 1 (i) , ω 2 (i) , ω MN (i) I is the ith received signal combiner row vector.

상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여

Figure pat00011
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서Based on the received signal combiner column vector ω m (i + 1) at the receiver m or the predetermined error value ε up to the preset number of iterations i,
Figure pat00011
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,

Figure pat00012
,
Figure pat00012
,

Figure pat00013
m은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기이다.
Figure pat00013
m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders m-th column of the matrix V (i + 1), ( ) * is the size of the complex conjugate, ∥ ∥ 2 is a vector .

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 송신기에서 다중 편파 신호를 이용하여 복수의 수신기로 각각의 데이터 스트림을 전송하는 다중 편파 전송 방법은, N개의 전송 대상 데이터 스트림을 서로 직교하는 N개의 편파 신호로 변환하고 합성하는 단계; 및 합성된 상기 N개의 편파 신호를 주파수 업 컨버전하여 송신 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함한다.In another aspect of the present invention, there is provided a multi-polarization transmission method for transmitting a data stream to a plurality of receivers using a multi-polarization signal in a transmitter, the multi-polarization transmission method comprising the steps of: converting N transmission data streams into N polarized signals orthogonal to each other; ; And a step of frequency up-converting the synthesized N polarized wave signals and transmitting the up-converted signals through a transmission antenna.

하나의 상기 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 N개의 편파 신호에 따라 N개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신할 수 있다.N receivers may receive different data streams according to the N polarized signals transmitted through one transmission antenna.

또한, M개의 상기 송신 안테나 각각을 통해 상기 N개의 편파 신호씩 전송되는 해당 MN개의 편파 신호에 따라 MN개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신할 수 있다.Also, MN receivers can receive different data streams according to corresponding polarized signals of MN transmitted through the N polarized signals through each of the M transmission antennas.

상기 변환하고 합성하는 단계에서, 상기 N개의 편파 신호 x=(x1 x2 ..xN)T에 대하여, 프리코더 행렬

Figure pat00014
을 계산하여 코딩하되, 여기서,In the transforming and combining step, for the N polarized signals x = (x 1 x 2 .. x N ) T , a precoder matrix
Figure pat00014
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &

Figure pat00015
,
Figure pat00015
,

H1, H1,.., HN은 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωN (i)는 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터이다. H 1, H 1, .., H N is the channel matrix including channel line-of-sight and non-line of sight component for each channel of the N polarization signal, ω 1 (i), ω 2 (i), .. ω N (i ) Is a repetition number i-th received signal combiner column vector for each channel of the N polarized wave signals.

상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여

Figure pat00016
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서Based on the received signal combiner column vector ω m (i + 1) at the receiver m or the predetermined error value ε up to the preset number of iterations i,
Figure pat00016
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,

Figure pat00017
,
Figure pat00017
,

Hm은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기이다.H m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders matrices V m-th column, () in the (i + 1) * is the complex conjugate, ∥ ∥ 2 is the vector magnitude of to be.

또한, M개의 상기 송신 안테나 각각을 통해 상기 N개의 편파 신호씩 총 MN개의 편파 신호를 전송하기 위하여, 상기 변환하고 합성하는 단계에서, 해당 MN개의 편파 신호

Figure pat00018
에 대하여, 프리코더 행렬
Figure pat00019
을 계산하여 코딩하되, 여기서,Also, in order to transmit a total of MN polarized signals by N polarized signals through each of the M transmission antennas, in the converting and combining step,
Figure pat00018
, A precoder matrix
Figure pat00019
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &

Figure pat00020
,
Figure pat00020
,

Figure pat00021
1,
Figure pat00022
2,..,
Figure pat00023
MN은 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωMN (i)는 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터이다.
Figure pat00021
1 ,
Figure pat00022
2 , ...,
Figure pat00023
MN is a channel matrix including visible and invisible channel components for each of the MN polarized signal channels, ω 1 (i) , ω 2 (i) , ω MN (i) I is the ith received signal combiner row vector.

상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여

Figure pat00024
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서Based on the received signal combiner column vector ω m (i + 1) at the receiver m or the predetermined error value ε up to the preset number of iterations i,
Figure pat00024
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,

Figure pat00025
,
Figure pat00025
,

Figure pat00026
m은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기이다.
Figure pat00026
m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders m-th column of the matrix V (i + 1), ( ) * is the size of the complex conjugate, ∥ ∥ 2 is a vector .

본 발명에 따른 무선 통신을 위한 다중 편파 전송 시스템 및 방법에 따르면, 다중 사용자 환경에서 송신기는 임의의 개수의 서로 다른 편파 신호를 성능 열화 없이 동시에 전송할 수 있다. 따라서, 무선 통신 시스템의 총 전송 용량을 획기적으로 향상할 수 있다. 즉, 본 발명의 송신기에서 각각의 안테나를 통해 N개의 서로 다른 편파 신호를 이용하여 전송한다면 기존 시스템 대비 N배 만큼 총 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 사용 편파 개수 N은 설계에 따라 임의로 증가시킬 수 있다.According to the multi-polarization transmission system and method for wireless communication according to the present invention, in a multi-user environment, the transmitter can simultaneously transmit an arbitrary number of different polarized signals without performance deterioration. Therefore, the total transmission capacity of the wireless communication system can be remarkably improved. That is, if the transmitter of the present invention transmits N different polarized signals through the respective antennas, the total transmission capacity can be increased by N times the conventional system. Further, the number N of usable polarizations can be arbitrarily increased according to the design.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자에 전송을 위한 다중 편파 단일 안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 도 1의 송신기의 구조도이다.
도 2b는 도 1의 수신기의 구조도이다.
도 2c는 도 1의 다중 편파 단일 안테나 시스템의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 다중 편파 단일 안테나 시스템에서 4개의 편파 사용 시의 총 전송률 성능 예시에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 사용자에 전송을 위한 다중 편파 다중 안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 도 4의 송신기의 구조도이다.
도 5b는 도 4의 수신기의 구조도이다.
도 5c는 도 1의 다중 편파 단일 안테나 시스템의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 6은 도 4의 다중 편파 다중 안테나 시스템에서 4명의 사용자에 전송을 위한 예시도이다.
도 7은 도 6의 다중 편파 다중 안테나 시스템에 대한 총 전송률 성능 예시에 대한 그래프이다.
FIG. 1 is a diagram for explaining a multi-polarization single antenna system for transmission to multiple users according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2A is a structural diagram of the transmitter of FIG.
2B is a structural diagram of the receiver of FIG.
2C is a flow chart for explaining the operation of the multi-polarization single-antenna system of FIG.
3 is a graph illustrating an example of the total throughput performance when using four polarizations in the multi-polarization single-antenna system of FIG.
4 is a diagram for explaining a multi-polarization multi-antenna system for transmission to multiple users according to another embodiment of the present invention.
5A is a structural diagram of the transmitter of FIG.
5B is a structural diagram of the receiver of FIG.
5C is a flow chart for explaining the operation of the multi-polarization single-antenna system of FIG.
6 is an exemplary diagram for transmission to four users in the multi-polarization multi-antenna system of FIG.
7 is a graph illustrating an example of total throughput performance for the multi-polarization multi-antenna system of FIG.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and / or configurations are omitted. The following description will focus on the parts necessary for understanding the operation according to various embodiments, and a description of elements that may obscure the gist of the description will be omitted. Also, some of the elements of the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically illustrated. The size of each component does not entirely reflect the actual size, and therefore the contents described herein are not limited by the relative sizes or spacings of the components drawn in the respective drawings.

본 발명은 무선 통신을 위한 송신기에서 다중 편파 신호를 전송할 수 있는 단일 혹은 다수 안테나를 통해 다수 사용자의 각 무선 통신 수신기에 개별 데이터 스트림을 동시에 전송하는, 다중 편파 단일 안테나 시스템(도 1~ 도 3 참조)와 다중 편파 다중 안테나 시스템(도 4~ 도 7 참조)에 대하여 기술하고자 한다. The present invention relates to a multi-polarized single antenna system (see FIGS. 1-3) for simultaneously transmitting an individual data stream to each wireless communication receiver of a plurality of users via a single or multiple antennas capable of transmitting multi-polarized signals in a transmitter for wireless communication ) And a multi-polarization multi-antenna system (see Figs. 4-7).

본 발명에서 다중 편파 신호는 WCDMA, LTE 등의 프로토콜에 따른 무선 이동 통신을 위한 신호일 수 있으며, 이외에도 경우에 따라서는 WiFi, 블루투스, 지그비 등 무선 근거리 통신을 위한 신호일 수도 있고, 다른 무선 통신을 위한 신호에도 확장되어 적용될 수도 있다. In the present invention, the multi-polarized signal may be a signal for wireless mobile communication according to a protocol such as WCDMA or LTE, or may be a signal for wireless short-distance communication such as WiFi, Bluetooth, ZigBee, May also be extended.

따라서, 이하에서 송신기 또는 수신기는 무선 이동 통신, 무선 근거리 통신 등 무선 통신을 위한 기지국, AP(Access Point), 휴대폰 등 이동 단말 등에 장착되는 송신기 또는 수신기일 수 있다. Accordingly, the transmitter or the receiver may be a transmitter or a receiver mounted in a mobile terminal such as a base station, an access point (AP), a mobile phone, etc. for wireless communication such as wireless mobile communication or wireless local area communication.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자에 전송을 위한 다중 편파 단일 안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a multi-polarization single-antenna system for transmission to multiple users according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편파 단일 안테나 시스템은, N(자연수)개의 편파 신호를 하나의 송신 안테나를 이용하여 전송하는 송신기(100)와 하나의 이중 편파 안테나를 이용하여 송신 안테나에서 전송되는 편파신호를 수신하는 수신기(200)를 포함한다. 수신기(200)는 N개의 수신기(RX1, RX2,..RXN)를 포함하며, N개의 편파 신호를 이용하여 N개의 각 수신기(RX1, RX2,..RXN)에 동시에 개별적인 데이터 스트림을 전송할 수 있다. Referring to FIG. 1, a multi-polarization single-antenna system according to an embodiment of the present invention includes a transmitter 100 that transmits N (natural number) polarized signals using one transmission antenna, and a dual- And a receiver 200 for receiving the polarized signal transmitted from the transmission antenna. The receiver 200 includes N receivers RX 1 , RX 2 , .. RX N and is used to simultaneously transmit signals to individual N receivers RX 1 , RX 2 , ... RX N simultaneously using N polarized signals, Data streams can be transmitted.

이하, 본 발명의 전송 방식 설명을 위해, 최대 N명의 사용자들의 N개의 각 수신기(RX1, RX2,..RXN)에게 사용자당 1개의 편파 신호를 통하여 1개의 데이터 스트림을 전송하는 시나리오를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 수신기 구성에 따라 각 사용자 수신기로 2개의 서로 다른 편파를 통하여 구분된 2개의 데이터 스트림을 전송하는 방식으로 확장 가능하다.Hereinafter, for the description of the transmission method of the present invention, a scenario is described in which one data stream is transmitted through one polarized signal per user to each of N receivers (RX 1 , RX 2 , .. RX N ) of a maximum of N users However, the present invention is not limited thereto and can be extended to transmit two data streams separated by two different polarizations to each user receiver according to the receiver configuration.

도 2a는 도 1의 송신기(100)의 구조도이다. 도 2b는 도 1의 수신기(200)의 구조도이다. 도 2a와 같이, 송신기(100)는 다중 편파신호 생성부(110)와 RF(Radio Frequency)부(120)을 포함하고, 도 2b와 같이, 각 수신기(200)는 RF(Radio Frequency)부(210)와 신호검출 및 복원부(220)를 포함한다. RF부(210)는 구분된 2개의 데이터 스트림을 수신하기 위하여 2개 이상의 서로 다른 편파를 처리하기 위한 2개 이상의 RF부로 구성될 수 있다. 2A is a structural diagram of the transmitter 100 of FIG. 2B is a structural diagram of the receiver 200 of FIG. 2A, the transmitter 100 includes a multipole signal generating unit 110 and an RF (Radio Frequency) unit 120. Each receiver 200 includes an RF (Radio Frequency) unit 210 and a signal detection and recovery unit 220. The RF unit 210 may be composed of two or more RF units for processing two or more different polarizations to receive the two separated data streams.

송신기(100)에서, 다중 편파신호 생성부(110)는 N개의 전송 대상 데이터 스트림 d1, d2,..,dN 을 그에 상응하는 기저대역의 N개의 편파 신호(x1, x2,..xN)로 변환하고 합성한다. 서로 직교하는 N개의 편파 신호(x1, x2,..xN)는 소정의 알고리즘에 따라 이웃 신호간에 θ1, θ2,.. θN의 송신 편파각을 갖는 N개의 채널을 형성한다. RF부(120)는 다중 편파신호 생성부(110)에서 합성된 신호를 주파수 업 컨버전(up-conversion)하여 하나의 송신 안테나를 통해 전송한다. In the transmitter 100, a multi-polarized signal generator 110 includes N number of transmission target data stream d 1, d 2, .., N two polarization signals of a baseband corresponding to a d N thereof (x 1, x 2, ... x N ) and synthesized. The N polarized signals (x 1 , x 2 , ... x N ) orthogonal to each other form N channels having transmission polarization angles of θ 1 , θ 2 , .. θ N between neighboring signals according to a predetermined algorithm . The RF unit 120 up-converts the signal synthesized by the polarized wave signal generator 110 and transmits the up-converted signal through one transmission antenna.

수신기(200)에서, 각 RF부(210)(예, m번째 RXm)는 하나의 이중 편파 안테나를 통해 송신기(100)에서 전송된 각각의 데이터 스트림에 대한 해당 채널의 신호(예, 수신기측 좌표계 ym (v), ym (h)에서 수신 편파각 θR을 갖는 신호)를 수신하며 기저대역의 신호로 주파수 다운 컨버전(down-conversion)한다. 신호검출 및 복원부(220)는 각 RF부(210)의 출력으로부터 해당 본래의 데이터 스트림을 추정하고 복원한다. In the receiver 200, each RF unit 210 (e.g., the mth RX m ) receives a signal of a corresponding channel for each data stream transmitted from the transmitter 100 via one dual polarized antenna (e.g., coordinate system and y m (v), y m (h) receiving polarization receive signals) having the respective θ R and conversion (down-conversion) to a frequency-down signal of the baseband from. The signal detection and recovery unit 220 estimates and restores the original data stream from the output of each RF unit 210. [

송신기(100)와 수신기(200) 사이의 실질적인 가시선(line-of-sight) 채널 환경은, 가시선 채널 성분이 월등히 크지만 미약한 비가시선(non-line-of-sight) 채널 성분을 포함하고 있는 것이 일반적이다. 따라서, 하기하는 바와 같이, 라이시안(Rician) 채널 모델과 이 모델의 K 인자 값을 적절히 조절함으로써, [수학식1]과 같이 m번째 수신기(RXm)에서의 2xN 채널 행렬 Hm로 이러한 가시선 채널 환경을 잘 표현할 수 있다.A substantial line-of-sight channel environment between the transmitter 100 and the receiver 200 is that the line-of-sight channel component is much larger but contains a weak non-line-of-sight channel component It is common. Accordingly, as described below, by appropriately adjusting the Rician channel model and the K factor value of the model, the 2xN channel matrix H m in the m-th receiver RX m as in Equation (1) Channel environment can be expressed well.

[수학식1][Equation 1]

Figure pat00027
Figure pat00027

여기서

Figure pat00028
는 송신기(100)의 안테나에서 m번째 수신기(RXm) 안테나로의 2xN 가시선 채널 성분 행렬이고,
Figure pat00029
는 송신기(100) 안테나에서 m번째 수신기(RXm) 안테나로의 2xN 비가시선 채널 성분 행렬을 나타낸다. 또한, K는 가시선 채널 성분 전력의 크기를 결정하는 파라미터이다. here
Figure pat00028
Is a 2xN line component channel matrix from the antenna of the transmitter 100 to the mth receiver (RX m ) antenna,
Figure pat00029
Represents a 2xN non-spectral channel component matrix from the transmitter 100 antenna to the mth receiver (RX m ) antenna. Also, K is a parameter for determining the magnitude of the power of the visible channel component.

도 1에 주어진 파라미터를 바탕으로 가시선 채널 성분인

Figure pat00030
을 표현하면 [수학식2]와 같다. Based on the parameters given in Fig. 1,
Figure pat00030
Is expressed by Equation (2).

[수학식2]&Quot; (2) "

Figure pat00031
Figure pat00031

또한, 비가시선 채널 성분인

Figure pat00032
는 고정된 값으로 나타낼 수 없고 통계적인 특성으로 나타낼 수 있다. 편파 신호의 각도, 반사 그리고 산란 특성 등을 고려하여 비가시선 채널 성분의 통계적 평균(E) 특성인 채널 상관관계 행렬
Figure pat00033
은 [수학식3]과 같이 간략히 근사화할 수 있다. 이때 벡터(vec)
Figure pat00034
Figure pat00035
을 의미한다. T는 transpose로서, 행과 열을 바꾸는 함수.In addition,
Figure pat00032
Can not be represented by a fixed value but can be represented by a statistical characteristic. The channel correlation matrix (E), which is the statistical mean (E) characteristic of the non-invisible channel components in consideration of the angle,
Figure pat00033
Can be approximated as shown in Equation (3). The vector (vec)
Figure pat00034
The
Figure pat00035
. T is a transpose function that replaces rows and columns.

[수학식3]&Quot; (3) "

Figure pat00036
Figure pat00036

여기서 Iθ는 [수학식4]와 같이 주어지고, ρ 는 0≤ ρ ≤1을 만족하는 비가시선 채널 성분의 채널 상관관계를 나타내는 상수이다.Here, I ? Is given by Equation (4), and? Is a constant indicating the channel correlation of the non-sighted channel component satisfying 0?? 1.

[수학식4]&Quot; (4) "

Figure pat00037
Figure pat00037

한편, 도 1에서 m번째 수신기(RXm)의 수신 신호 ym은, [수학식5]와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 x=(x1 x2 ..xN)T는 전송 대상 편파 신호의 벡터이고 zm는 m번째 수신기에서의 가우시안 백색 잡음 벡터이다.1, the reception signal y m of the mth receiver RX m can be expressed by Equation (5). Where x = (x 1 x 2 .. x N ) T is the vector of the transmitted polarization signal and z m is the Gaussian white noise vector at the mth receiver.

[수학식5]&Quot; (5) "

Figure pat00038
Figure pat00038

다른 한편, 송신기(100) 다중 편파신호 생성부(110)는 N개의 각 수신기(RX1, RX2,..RXN)로부터 피드백된 편파 신호의 채널 정보(예, 편파신호 x1, x2,..xN 에 대응되는 해당 채널 식별자 등)에 따라 N개의 편파 신호(x1, x2,..xN)에 대해 프리코더를 통해 프리코딩을 수행하고 소정의 인코더에 의해 인코딩하여 전송 대상 데이터 스트림들을 전송함으로써 각 수신기(RX1, RX2,..RXN)가 간섭 없이 자신의 원하는 각각의 데이터 스트림을 수신할 수 있게 한다. 또한, 각 수신기(RX1, RX2,..RXN)는 수신 안테나의 각 편파를 통해 수신된 신호에 최대비 결합 방식(maximal ratio combining) 등의 다양한 수신 신호 결합 방식을 적용하여 수신 신호 품질을 최대화 한다. On the other hand, the transmitter 100 multi-polarized wave signal generation unit 110 generates channel information (e.g., polarized signals x 1 , x 2 ( n )) of the polarized wave signals fed back from the N receivers RX 1 , RX 2 , x 2 N , ... x N ) in accordance with a predetermined channel identifier (e.g., a channel identifier corresponding to the received signal x 1 , x 2 , ... x N ), and transmits the precoded signal through a precoder By transmitting target data streams, each receiver (RX 1 , RX 2 , .. RX N ) is able to receive its desired respective data stream without interference. In addition, each of the receivers RX 1 , RX 2 , .., RX N applies various receiving signal combining methods such as maximal ratio combining to signals received through respective polarizations of the receiving antenna, .

따라서, 도 1의 송신기(100)와 m번째 수신기(Rxm)가 결정해야 하는 것은 각각 NxN 프리코더 행렬 V와 2x1 신호 컴바이너 열벡터 ωm이다. 송신기(100) 안테나가 임의의 N개의 편파 신호를 이용하여 전송할 때 송신기(100) 프리코더 행렬과 수신기(200) 신호 컴바이너 열벡터는, 송신기(100) 다중 편파신호 생성부(110)에서 다음의 반복적 수행 절차를 이용하여 구해질 수 있다. 여기서 도 2c의 흐름도를 참조한다. Therefore, the transmitter 100 and the mth receiver (R xm ) of FIG. 1 must determine the NxN precoder matrix V and the 2x1 signal combiner column vector m, respectively. The transmitter 100 precoder matrix and the receiver 200 signal combiner column vectors are transmitted from the transmitter 100 to the transmitter 100 when the antenna 100 transmits using any of the N polarized signals, Can be obtained using the following iterative procedure. Here, reference is made to the flow chart of FIG. 2C.

먼저, 반복 회수를 나타내는 i를 0으로 설정하고 초기 프리코더 행렬

Figure pat00039
에 임의의 행렬
Figure pat00040
을 할당하여 초기 수신 신호 컴바이너 열벡터
Figure pat00041
을 [수학식6]과 같이 구한다(S10).First, i, which indicates the number of repetitions, is set to 0, and an initial precoder matrix
Figure pat00039
An arbitrary matrix
Figure pat00040
To assign the initial received signal combiner column vector
Figure pat00041
Is obtained as shown in Equation (6) (S10).

[수학식6]&Quot; (6) "

Figure pat00042
Figure pat00042

여기서,

Figure pat00043
는 i번째 프리코더 행렬 V(i)의 m번째 열을, ()*는 공액 복소수를, || ||2는 벡터의 크기를 각각 의미한다.here,
Figure pat00043
(I) is the m-th column of the i-th precoder matrix V (i) , () * denotes a conjugate complex number, || 2 denotes the size of the vector, respectively.

다음에, [수학식7]과 같이 합성 채널

Figure pat00044
을 구한다(S11).Next, as shown in Equation (7)
Figure pat00044
(S11).

[수학식7]&Quot; (7) "

Figure pat00045
Figure pat00045

다음으로, 제로포싱 (zero-forcing) 빔형성 혹은 최소자승평균오차 (minimum mean square error) 빔형성 기법 등의 다양한 방식을 이용하여 (i+1)번째 프리코더 행렬 V(i+1)을 구한다(S12). 예로써, 제로포싱 빔형성 기법을 적용하는 경우 [수학식8]과 같이 주어진다.Next, the (i + 1) -th precoder matrix V (i + 1) is obtained by using various schemes such as a zero-forcing beam forming or a minimum mean square error beam forming technique (S12). For example, when a zero-forcing beam forming technique is applied, Equation (8) is given.

[수학식8]&Quot; (8) "

Figure pat00046
Figure pat00046

다음에, 선택된 수신 신호 결합 방식에 따라 (i+1)번째 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1)를 구한다(S13). 예로써, 최대비 결합 방식에 따라 (i+1)번째 수신 신호 컴바이너 열벡터를 구하는 경우 [수학식9]과 같이 주어진다.Next, the (i + 1) th received signal combiner column vector ω m (i + 1) is obtained according to the selected received signal combining method (S13). For example, when the (i + 1) th received signal combiner column vector is obtained according to the maximum ratio combining method, Equation (9) is given.

[수학식9]&Quot; (9) "

Figure pat00047
Figure pat00047

마지막으로, 반복 회수 i가 사전에 설정한 회수를 초과하거나, 소정의 에러값 ε에 따라

Figure pat00048
을 만족하면 알고리즘을 종료하고 그렇지 않으면 반복 회수를 1만큼 증가시켜 상기의 S11 단계로 돌아가서, 상기 조건을 만족하도록 실행을 반복한다(S14). Finally, if the number of repetitions i exceeds the preset number of times,
Figure pat00048
The algorithm is terminated. Otherwise, the number of iterations is incremented by one, and the process returns to step S11, and the process is repeated to satisfy the condition (S14).

이 알고리즘은 송신기(100) 다중 편파신호 생성부(110)에서 수행되어 송신기(100)의 프리코더 행렬 V를 결정하기 위하여 수행한다. 반면에 수신기(200)에서는 이 알고리즘을 수행할 필요 없이, 송신기(100)에서 결정된 프리코더를 통해 전송된 파일럿 신호를 기반으로 채널 정보를 획득하여 위의 과정과 유사하게 신호 컴바이너 열벡터를 구하여 데이터를 복원할 수 있다.This algorithm is performed in the transmitter 100 multi-polarized signal generator 110 to determine the precoder matrix V of the transmitter 100. On the other hand, the receiver 200 acquires the channel information based on the pilot signal transmitted through the precoder determined by the transmitter 100, and does not need to perform the algorithm, and generates a signal combiner column vector Data can be restored.

도 3은 도 1의 다중 편파 단일 안테나 시스템에서 4개의 편파 사용 시의 총 전송률 성능 예시에 대한 그래프이다.3 is a graph illustrating an example of the total throughput performance when using four polarizations in the multi-polarization single-antenna system of FIG.

도 3에는, 송신기(100)에서 4개의 편파를 이용하여 4명의 사용자 각 수신기에 개별 데이터 스트림을 전송하는 경우, 4개의 편파의 각도 θ1, θ2, θ3, θ4 모두는 45o 로 동일하고 가시선 채널 성분이 약 90.9% (K=10)를 차지할 때, [수학식3]에 주어진 비가시선 채널 성분의 채널 상관관계를 나타내는 ρ 값에 따른 총 전송률 성능 Sum Rate(bps/Hz)을 나타내었다. 이때 송신기(100)의 프리코더 행렬은 제로포싱 빔형성 (zero-forcing beamforming: ZF-BF) 기법을 이용하여 구해지고 수신기(200)의 수신 신호 컴바이너 열벡터는 최대비 결합 방식을 통해 획득된 경우를 나타내었다. 3, when transmitting individual data streams to each user of four users using four polarizations in the transmitter 100, the angles of the four polarizations θ 1 , θ 2 , θ 3 , and θ 4 are both 45 o (Bps / Hz) according to the ρ value indicating the channel correlation of the non-luminescent channel component given in Equation (3) when the same and the visible channel component occupies about 90.9% (K = 10) Respectively. At this time, the precoder matrix of the transmitter 100 is obtained by using a zero-forcing beamforming (ZF-BF) technique and the received signal combiner column vector of the receiver 200 is acquired Respectively.

도 3과 같이, 본 발명의 다중 사용자 동시 전송을 위한 다중 편파 전송 방식은 높은 SNR(Signal to Noise Ratio) 영역에서, 사용된 편파 개수와 동일한 4의 DoF (degree-of-freedom) 성능을 획득하여 성능 열화 없이 4명의 사용자 모두에게 개별 데이터 스티림을 동시에 전송하는 것이 가능함을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은, 기존의 단일 편파를 이용하는 싱글 유저(single user)에 전송 방식인 단일 안테나 시스템 (single input single output: SISO) 대비 월등히 높은 총 전송률을 달성함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, the multi-polarization transmission scheme for multi-user simultaneous transmission of the present invention acquires a degree-of-freedom (DoF) performance of 4, which is equal to the number of used polarization, in a high SNR (Signal to Noise Ratio) It is possible to simultaneously transmit individual data streams to all four users without performance degradation. In addition, the system of the present invention achieves a significantly higher total transmission rate than a single input single output (SISO), which is a transmission method, to a single user using a conventional single polarization.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 사용자에 전송을 위한 다중 편파 다중 안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a multi-polarization multi-antenna system for transmission to multiple users according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 편파 다중 안테나 시스템은, M(자연수)개의 송신 안테나를 이용하여 각각 N(자연수)개의 편파 신호를 전송하는 송신기(300)와 하나의 이중 편파 안테나를 이용하여 송신 안테나에서 전송되는 편파신호를 수신하는 수신기(400)를 포함한다. 수신기(400)는 MN개의 수신기(RX1, RX2,..RXMN)를 포함하며, MN개의 편파 신호를 이용하여 MN개의 각 수신기(RX1, RX2,..RXMN)에 동시에 개별적인 데이터 스트림을 전송할 수 있다. 도 4는 송신기(300)에서 다중 편파 신호를 전송할 수 있는 M(자연수)개의 안테나를 통해 MN명의 다수 사용자에 개별 데이터 스트림을 동시에 전송하는 시스템의 예를 보여준다.4, a multi-polarization multi-antenna system according to another embodiment of the present invention includes a transmitter 300 for transmitting N (natural number) polarized signals using M (natural number) transmit antennas, And a receiver 400 for receiving a polarized signal transmitted from the transmission antenna using a polarized antenna. The receiver 400 includes MN receivers RX 1 , RX 2 , ... RX MN and uses MN polarized signals to transmit each of the MN's receivers RX 1 , RX 2 , ... RX MN simultaneously Data streams can be transmitted. 4 shows an example of a system for simultaneously transmitting an individual data stream to a plurality of users of an MN through M (natural number) antennas capable of transmitting a multi-polarized signal in the transmitter 300. FIG.

여기서도, 본 발명의 전송 방식 설명을 위해, 최대 MN명의 사용자들의 MN개의 각 수신기(RX1, RX2,..RXMN)에게 사용자당 1개의 편파 신호를 통하여 1개의 데이터 스트림을 전송하는 시나리오를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 수신기 구성에 따라 각 사용자 수신기로 2개의 서로 다른 편파를 통하여 구분된 2개의 데이터 스트림을 전송하는 방식으로 확장 가능하다.Hereinafter, to explain the transmission method of the present invention, a scenario is described in which one data stream is transmitted through one polarized signal per user to each of the receivers (RX 1 , RX 2 , .. RX MN ) However, the present invention is not limited thereto and can be extended to transmit two data streams separated by two different polarizations to each user receiver according to the receiver configuration.

도 5a는 도 4의 송신기(300)의 구조도이다. 도 5b는 도 4의 수신기(400)의 구조도이다. 도 5a와 같이, 송신기(300)는 N개의 편파 신호를 전송하는 M개 각각의 전송 모듈에 다중 편파신호 생성부(310)와 RF부(320)을 포함하고, 도 5b와 같이, 각 수신기(400)는 RF(Radio Frequency)부(410)와 신호검출 및 복원부(420)를 포함한다. RF부(210)는 구분된 2개의 데이터 스트림을 수신하기 위하여 2개 이상의 서로 다른 편파를 처리하기 위한 2개 이상의 RF부로 구성될 수 있다. 5A is a structural diagram of the transmitter 300 of FIG. 5B is a structural diagram of the receiver 400 of FIG. 5A, the transmitter 300 includes a M polarization signal generating unit 310 and an RF unit 320 in each of M transmission modules for transmitting N polarized signals. As shown in FIG. 5B, 400 includes a radio frequency (RF) unit 410 and a signal detection and recovery unit 420. The RF unit 210 may be composed of two or more RF units for processing two or more different polarizations to receive the two separated data streams.

송신기(300)에서, 각각의 다중 편파신호 생성부(310)는 N개의 전송 대상 데이터 스트림(예, d1 (1), d2 (1),..,dN (1))을 그에 상응하는 기저대역의 N개의 편파 신호(예, x1 (1), x2 (1),..xN (1))로 변환하고 합성한다. 서로 직교하는 N개의 편파 신호(예, x1 (1), x2 (1),..xN (1))는 소정의 알고리즘에 따라 이웃 신호간에 θ1 (1), θ2 (1),.. θN (1)의 송신 편파각을 갖는 N개의 채널을 형성한다. 각각의 RF부(320)는 다중 편파신호 생성부(310)에서 합성된 신호를 주파수 업 컨버전(up-conversion)하여 해당 송신 안테나를 통해 전송한다. In the transmitter 300, each of the M polarization signal generators 310 corresponds to N transmission data streams (e.g., d 1 (1) , d 2 (1) , .., d N (1) (E.g., x 1 (1) , x 2 (1) ,... X N (1) ) of the baseband. The N polarized signals perpendicular to each other (for example, x 1 (1), x 2 (1), .. x N (1)) is θ 1 (1) between neighboring signals in accordance with a predetermined algorithm, θ 2 (1) , ..., N (1) are formed. Each of the RF units 320 up-converts the signal synthesized by the polarized wave signal generator 310 and transmits the up-converted signal through the corresponding transmission antenna.

수신기(400)에서, 각 RF부(410)(예, m번째 RXm)는 하나의 이중 편파 안테나를 통해 송신기(300)에서 전송된 각각의 데이터 스트림에 대한 신호(예, 수신기측 좌표계 ym (v), ym (h)에서 수신 편파각 θR을 갖는 신호)를 수신하며 기저대역의 신호로 주파수 다운 컨버전(down-conversion)한다. 신호검출 및 복원부(420)는 각 RF부(410)의 출력으로부터 해당 본래의 데이터 스트림을 추정하고 복원한다. In the receiver 400, each RF unit 410 (e.g., the mth RX m ) receives a signal for each data stream transmitted from the transmitter 300 via one dual polarized antenna (e.g., receiver side coordinate system y m (v), receive y m received at the (h) polarized signals having respective θ R), and conversion (down-conversion) to a frequency-down signal of the baseband. The signal detection and recovery unit 420 estimates and restores the original data stream from the output of each RF unit 410.

송신기(100)와 수신기(200) 사이의 실질적인 가시선(line-of-sight) 채널 환경은, 가시선 채널 성분이 월등히 크지만 미약한 비가시선(non-line-of-sight) 채널 성분을 포함하고 있는 것이 일반적이다. 따라서, 하기하는 바와 같이, 라이시안(Rician) 채널 모델과 이 모델의 K 인자 값을 적절히 조절함으로써, [수학식1]과 같이 m번째 수신기(RXm)에서의 채널 행렬 Hm로 이러한 가시선 채널 환경을 잘 표현할 수 있다.A substantial line-of-sight channel environment between the transmitter 100 and the receiver 200 is that the line-of-sight channel component is much larger but contains a weak non-line-of-sight channel component It is common. Therefore, by appropriately adjusting the Rician channel model and the K factor value of the model as described below, the channel matrix H m in the m-th receiver RX m as in Equation (1) The environment can be expressed well.

여기서, 도 4의 n번째 송신 안테나와 m번째 수신기(RXm) 안테나 사이의 2xN 채널 행렬을 Hmn로 표시하고 [수학식10]과 같이 라이시안 채널 모델을 고려할 때, 앞에서 기술한 다중 편파 단일 안테나 시스템과 동일한 방법으로 송신 편파 각도와 수신 편파 각도를 고려하여 가시선 채널 성분을 표현하는 행렬

Figure pat00049
을 구성할 수 있다.In this case, when a 2xN channel matrix between the n-th transmit antenna and the m-th receiver (Rx m ) antenna of FIG. 4 is denoted by H mn and a Rician channel model is considered as shown in Equation (10) In the same way as the antenna system, a matrix expressing the channel component of the line of sight in consideration of the transmission polarization angle and the reception polarization angle
Figure pat00049
. ≪ / RTI >

[수학식10]&Quot; (10) "

Figure pat00050
Figure pat00050

또한, 비가시선 채널 성분인 경우, 고정된 채널 값 대신에 통계적인 특성으로 나타낼 수 있다. 이러한 비가시선 채널 성분의 통계적 특성인 채널 상관관계 행렬

Figure pat00051
은, 편파 신호의 각도, 반사 그리고 산란 특성 등을 고려하여 다중 편파 단일 안테나 시스템에서 구해진 단일 송신 안테나에서 전송된 편파에 의해 생성된 채널 간 상관관계와 송신 안테나 간 채널 상관관계 등을 모두 고려하여 구해질 수 있다. 여기서
Figure pat00052
이고
Figure pat00053
을 나타낸다. 또한,
Figure pat00054
라 표시할 때, 그림 4에서 m번째 수신기(RXm)의 수신 신호 ym은 [수학식11]과 같다.Also, in case of a non-visible channel component, it can be expressed as a statistical characteristic instead of a fixed channel value. The channel correlation matrix, which is the statistical characteristic of such non-
Figure pat00051
Considering both the channel correlation generated by the polarization transmitted from a single transmit antenna and the channel correlation between transmit antennas, which are obtained in a multi-polarization single antenna system considering the angle, reflection and scattering characteristics of the polarization signal, . here
Figure pat00052
ego
Figure pat00053
. Also,
Figure pat00054
The received signal y m of the mth receiver RX m in FIG. 4 is expressed by Equation (11).

[수학식11]&Quot; (11) "

Figure pat00055
Figure pat00055

이 때,

Figure pat00056
는 전송 신호 벡터이고 zm는 m번째 수신기(RXm)에서의 가우시안 백색 잡음 벡터를 의미한다.At this time,
Figure pat00056
Is the transmitted signal vector and z m is the Gaussian white noise vector at the mth receiver RX m .

도 4의 시스템에서는, 송신기(300)는 MN개의 수신기(RX1, RX2,..RXMN)로부터 피드백 된 편파 신호의 채널 정보(예, 채널 식별자 등)를 기반으로 프리코더를 결정하여 이것을 통해 정보를 전송함으로써, 각 수신기(RX1, RX2,..RXMN)가 간섭 없이 자신의 원하는 데이터를 수신할 수 있게 한다. 또한, 각 수신기(RX1, RX2,..RXMN)는 수신 안테나의 각 편파를 통해 수신된 신호에 최대비 결합 방식 (maximal ratio combining) 등의 다양한 수신 신호 결합 방식을 적용하여 수신 신호 품질을 최대화 한다. 4, the transmitter 300 determines a precoder based on the channel information (e.g., channel identifier, etc.) of the fed back polarized signal from the MN's receivers RX 1 , RX 2 , ... RX MN , So that each receiver (RX 1 , RX 2 , ... RX MN ) can receive their desired data without interference. Each of the receivers RX 1 , RX 2 , .. RX MN applies various receiving signal combining methods such as maximal ratio combining to the signals received through the respective polarizations of the receiving antenna, .

따라서, 도 4에서 송신기(300)와 m번째 수신기(RXm)가 결정해야 하는 것은 각각 MNxMN 프리코더 행렬 V와 2x1 신호 컴바이너 열벡터 ωm이다. 임의의 M개의 송신 안테나와 송신 안테나당 N개의 편파 신호를 이용하여 전송할 때 송신기 프리코더 행렬과 수신기 신호 컴바이너 열벡터는 앞에서 기술한 다중 편파 단일 안테나 시스템의 동작 방식과 동일하게 다중 편파신호 생성부(110)에서 다음의 반복적 수행 절차를 이용하여 구해질 수 있다. 여기서 도 5c의 흐름도를 참조한다. Therefore, the transmitter 300 in a 4 and a m-th receiver (RX m) is not to be determined, respectively MNxMN precoder matrices V and the signal combiner 2x1 column vector ω m. The transmitter precoder matrix and the receiver signal combiner column vector are transmitted in the same manner as the above-described operation of the multi-polarization single-antenna system in the case of transmitting using the N polarized signals per arbitrary M transmit antennas and the transmit antennas, Can be obtained by using the following iterative execution procedure in the unit 110. [ Here, reference is made to the flow chart of FIG. 5C.

먼저, 반복 회수를 나타내는 i를 0으로 설정하고 초기 프리코더 행렬

Figure pat00057
에 임의의 행렬
Figure pat00058
을 할당하여 초기 수신 신호 컴바이너 열벡터
Figure pat00059
을 [수학식12]과 같이 구한다(S20).First, i, which indicates the number of repetitions, is set to 0, and an initial precoder matrix
Figure pat00057
An arbitrary matrix
Figure pat00058
To assign the initial received signal combiner column vector
Figure pat00059
Is obtained as shown in [Equation 12] (S20).

[수학식12]&Quot; (12) "

Figure pat00060
Figure pat00060

여기서,

Figure pat00061
는 i번째 프리코더 행렬 V(i)의 m번째 열을, ()*는 공액 복소수를, ∥ ∥2는 벡터의 크기를 각각 의미한다.here,
Figure pat00061
Denotes a m-th column of an i-th precoder matrix V (i) , () * denotes a conjugate complex number, and 2 denotes a vector size.

다음에, [수학식13]과 같이 합성 채널

Figure pat00062
을 구한다(S21).Next, as shown in Equation (13)
Figure pat00062
(S21).

[수학식13] &Quot; (13) "

Figure pat00063
Figure pat00063

다음으로, 제로포싱 (zero-forcing) 빔형성 혹은 최소자승평균오차 (minimum mean square error) 빔형성 기법 등의 다양한 방식을 이용하여 (i+1)번째 프리코더 행렬 V(i+1)을 구한다(S22). 예로써, 제로포싱 빔형성 기법을 적용하는 경우 [수학식14]과 같이 주어진다.Next, the (i + 1) -th precoder matrix V (i + 1) is obtained by using various schemes such as a zero-forcing beam forming or a minimum mean square error beam forming technique (S22). For example, when a zero-forcing beam forming technique is applied, Equation (14) is given.

[수학식14]&Quot; (14) "

Figure pat00064
Figure pat00064

다음에, 선택된 수신 신호 결합 방식에 따라 (i+1)번째 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1)를 구한다(S23). 예로써, 최대비 결합 방식에 따라 (i+1)번째 수신 신호 컴바이너 열벡터를 구하는 경우 [수학식15]과 같이 주어진다.Next, (i + 1) th received signal combiner column vector ω m (i + 1) is obtained according to the selected received signal combining method (S23). For example, when the (i + 1) th received signal combiner column vector is obtained according to the maximum ratio combining method, Equation (15) is given.

[수학식15]&Quot; (15) "

Figure pat00065
Figure pat00065

마지막으로, 반복 회수 i가 사전에 설정한 회수를 초과하거나, 소정의 에러값 ε에 따라

Figure pat00066
을 만족하면 알고리즘을 종료하고 그렇지 않으면 반복 회수를 1만큼 증가시켜 상기의 S21 단계로 돌아가서, 상기 조건을 만족하도록 실행을 반복한다(S24). Finally, if the number of repetitions i exceeds the preset number of times,
Figure pat00066
The algorithm is terminated. Otherwise, the number of iterations is incremented by 1, and the process returns to step S21 to repeat the execution of step S24 so as to satisfy the above condition (S24).

이 알고리즘은 송신기(100) 다중 편파신호 생성부(110)에서 수행되어 송신기(100)의 프리코더 행렬 V를 결정하기 위하여 수행한다. 반면에 수신기(200)에서는 이 알고리즘을 수행할 필요 없이, 송신기(100)에서 결정된 프리코더를 통해 전송된 파일럿 신호를 기반으로 채널 정보를 획득하여 위와 유사하 과정을 거쳐 신호 컴바이너 열벡터를 구하여 데이터를 복원할 수 있다.This algorithm is performed in the transmitter 100 multi-polarized signal generator 110 to determine the precoder matrix V of the transmitter 100. On the other hand, the receiver 200 acquires channel information based on the pilot signal transmitted through the precoder determined in the transmitter 100, and performs a similar process to obtain a signal combiner column vector Data can be restored.

도 6은 도 4의 다중 편파 다중 안테나 시스템에서 4명의 사용자 수신기에 전송을 위한 예시도이다.6 is an exemplary diagram for transmission to four user receivers in the multi-polarization multi-antenna system of FIG.

도 6의 시스템은, 도 4에서 M=2이고 N=2인 경우, 즉, 송신기(100)의 송신 안테나가 2개(M=2)이고, 송신 안테나당 2개의 편파(N=2, 이중 편파)를 이용하여 4명의 사용자의 각 수신기에 개별 데이터 스트림을 전송하는 경우이다. 이 때 개별 송신 안테나 내에서 서로 직교하는 편파가 사용되고 가시선 채널 성분이 약 90.9% (K=10)를 차지한다. The system of FIG. 6 is similar to the system of FIG. 4 except that M = 2 and N = 2 in the system of FIG. 4, i.e. two transmit antennas (M = 2) Polarized waves) to transmit the individual data streams to each receiver of four users. In this case, orthogonal polarization is used in the individual transmission antennas and the channel component of the line of sight occupies about 90.9% (K = 10).

비가시선 채널 성분의 통계적 특성을 고려하면 개별 송신 안테나에서 전송된 편파에 의해 생성된 채널 간 상관관계는 [수학식3]을 따르고, 또한 송신 안테나 간 간격 및 수신기 간 간격은 충분히 확보되어 있어서, 서로 다른 송신 안테나로부터 각 수신 안테나로의 채널 간 상관관계, 및 각 송신 안테나로부터 서로 다른 수신 안테나로의 채널 간 상관관계는 없는 것으로 간주한다. 즉, k≠m, 혹은 l≠n 일 때

Figure pat00067
이다. Considering the statistical characteristics of the non-visible channel components, the inter-channel correlation generated by the polarized waves transmitted from the individual transmission antennas follows Equation (3), and the intervals between the transmission antennas and the intervals between the receivers are sufficiently secured, It is assumed that correlation between channels from other transmission antennas to each reception antenna and correlation between channels from each transmission antenna to different reception antennas are not considered. That is, when k ≠ m or l ≠ n
Figure pat00067
to be.

이러한 시스템 환경에서 [수학식3]에 주어진 비가시선 채널 성분의 채널 상관관계를 나타내는 ρ 값에 따른 총 전송률 성능의 그래프에 대한 예시를 도 7에 나타내었다. 여기서, 송신기(300)의 프리코더 행렬은 제로포싱 빔형성 (zero-forcing beamforming: ZF-BF) 기법을 이용하여 구해지고 수신기의 수신 신호 컴바이너 열벡터는 최대비 결합 방식을 적용하여 구해진다.In this system environment, an example of a graph of the total rate performance according to the value of r representing the channel correlation of the nonvisual channel components given in Equation (3) is shown in FIG. Here, the precoder matrix of the transmitter 300 is obtained using a zero-forcing beamforming (ZF-BF) technique, and the receiver signal combiner column vector of the receiver is obtained by applying a maximum ratio combining method .

도 7에 보여진 바와 같이, 본 발명의 방식은 높은 SNR 영역에서 사용된 송신 안테나 수(M=2)와 송신 안테나 당 편파 개수(N=2)의 곱과 동일한 4의 DoF 성능을 획득함으로써, 성능 열화 없이 4명의 사용자 모두에게 개별 데이터 스트림을 동시에 전송하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 시스템은 기존의 2개의 송신 안테나에서 단일 편파를 이용하여 2유저에게 전송하는 다중 사용자 다중 안테나 시스템(multi-user multiple output multiple input: MU-MIMO) 보다 월등히 높은 총 전송률을 달성함을 확인할 수 있다.7, the scheme of the present invention achieves a DoF performance of 4, which is equal to the product of the number of transmit antennas (M = 2) used in the high SNR region and the number of polarization per transmit antenna (N = 2) It is possible to simultaneously transmit individual data streams to all four users without degradation. In addition, the system of the present invention achieves a significantly higher total transmission rate than a multi-user multiple output multiple input (MU-MIMO) system that transmits to two users using a single polarization in two existing transmit antennas can confirm.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the essential characteristics of the invention. Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all technical ideas which are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention are included in the scope of the present invention .

송신기(100, 300)
다중 편파신호 생성부(110, 310)
RF(Radio Frequency)부(120, 320)
수신기(200, 400)
RF(Radio Frequency)부(210, 410)
신호검출 및 복원부(220, 420)
The transmitters 100 and 300,
The multi-polarized wave signal generators 110 and 310,
RF (Radio Frequency) units 120 and 320,
Receivers 200 and 400,
RF (Radio Frequency) units 210 and 410,
The signal detection and recovery units 220 and 420,

Claims (14)

다중 편파 신호를 이용하여 복수의 수신기로 각각의 데이터 스트림을 전송하는, 다중 편파 전송을 위한 송신기에 있어서,
N개의 전송 대상 데이터 스트림을 서로 직교하는 N개의 편파 신호로 변환하고 합성하는 다중 편파신호 생성부; 및
합성된 상기 N개의 편파 신호를 주파수 업 컨버전하여 송신 안테나를 통해 전송하는 RF(Radio Frequency)부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
CLAIMS What is claimed is: 1. A transmitter for multi-polarization transmission, which transmits a respective data stream to a plurality of receivers using a multi-polarized signal,
A multiplexed polarization signal generator for converting the N transmission data streams into N polarized signals orthogonal to each other and synthesizing them; And
An RF (Radio Frequency) unit for frequency up-converting the synthesized N polarized wave signals and transmitting the frequency-
And a transmitter for transmitting the multi-polarized wave.
제1항에 있어서,
하나의 상기 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 N개의 편파 신호에 따라 N개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
The method according to claim 1,
And N receivers each receive a different data stream according to the N polarized signals transmitted through one of the transmission antennas.
제1항에 있어서,
M개의 상기 다중 편파신호 생성부 및 M개의 상기 RF부를 구비하고, M개의 상기 송신 안테나 각각을 통해 상기 N개의 편파 신호씩 전송되는 해당 MN개의 편파 신호에 따라 MN개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
The method according to claim 1,
M number of polarized wave signal generators and M number of RF antennas, each of the MN receivers receiving a different data stream according to corresponding polarized signals of MN transmitted through the N polarized signals through each of the M transmit antennas And transmitting the multiplexed data to the transmitter.
제1항에 있어서,
상기 다중 편파신호 생성부는, 상기 N개의 편파 신호 x=(x1 x2 ..xN)T에 대하여, 프리코더 행렬
Figure pat00068
을 계산하여 코딩하되, 여기서,
Figure pat00069
,
H1, H1,.., HN은 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωN (i)는 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
The method according to claim 1,
The multi-polarized wave signal generator generates a multi-polarized wave signal by multiplying the N polarized signal x = (x 1 x 2 .. x N ) T by a precoder matrix
Figure pat00068
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &
Figure pat00069
,
H 1, H 1, .., H N is the channel matrix including channel line-of-sight and non-line of sight component for each channel of the N polarization signal, ω 1 (i), ω 2 (i), .. ω N (i ) Is a repetition number i-th received signal combiner column vector for each channel of the N polarized wave signals.
제4항에 있어서,
상기 다중 편파신호 생성부는, 상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여
Figure pat00070
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서
Figure pat00071
,
Hm은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
5. The method of claim 4,
The multiplexed polarized signal generating unit may multiply the predetermined error value epsilon by a predetermined number of times of the repetition number i or based on the received signal combiner column vector m (i + 1) at the corresponding receiver m
Figure pat00070
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,
Figure pat00071
,
H m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders matrices V m-th column, () in the (i + 1) * is the complex conjugate, ∥ ∥ 2 is the vector magnitude of And a transmitter for transmitting the multi-polarized wave.
제1항에 있어서,
M개의 상기 다중 편파신호 생성부 및 M개의 상기 RF부를 구비하는 경우에,
각각의 상기 다중 편파신호 생성부는, 해당 MN개의 편파 신호
Figure pat00072
에 대하여, 프리코더 행렬
Figure pat00073
을 계산하여 코딩하되, 여기서,
Figure pat00074
,
Figure pat00075
1,
Figure pat00076
2,..,
Figure pat00077
MN은 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωMN (i)는 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
The method according to claim 1,
When the M polarized wave signal generating unit and M RF units are provided,
Each of the multi-polarized wave signal generators includes:
Figure pat00072
, A precoder matrix
Figure pat00073
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &
Figure pat00074
,
Figure pat00075
1 ,
Figure pat00076
2 , ...,
Figure pat00077
MN is a channel matrix including visible and non-visible channel components for each of the MN polarized signal channels, ω 1 (i) , ω 2 (i) , ω MN (i) And the i-th received signal is a column vector.
제6항에 있어서,
상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여
Figure pat00078
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서
Figure pat00079
,
Figure pat00080
m은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송을 위한 송신기.
The method according to claim 6,
Based on the received signal combiner column vector ω m (i + 1) at the receiver m or the predetermined error value ε up to the preset number of iterations i,
Figure pat00078
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,
Figure pat00079
,
Figure pat00080
m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders matrices V (i + 1), m-th column, () * is the complex conjugate, of ∥ ∥ 2 is the magnitude of the vector Wherein the first and second polarized waves are transmitted to the transmitter.
송신기에서 다중 편파 신호를 이용하여 복수의 수신기로 각각의 데이터 스트림을 전송하는 다중 편파 전송 방법에 있어서,
N개의 전송 대상 데이터 스트림을 서로 직교하는 N개의 편파 신호로 변환하고 합성하는 단계; 및
합성된 상기 N개의 편파 신호를 주파수 업 컨버전하여 송신 안테나를 통해 전송하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
A multi-polarization transmission method for transmitting a data stream to a plurality of receivers using a multi-polarized signal at a transmitter,
Transforming the N transmission data streams into N polarized signals orthogonal to each other and synthesizing them; And
Up-converting the synthesized N polarized signals and transmitting the up-converted signals through a transmission antenna
And transmitting the multiplexed polarized wave.
제8항에 있어서,
하나의 상기 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 N개의 편파 신호에 따라 N개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the N receivers receive different data streams according to the N polarized signals transmitted through one transmission antenna.
제8항에 있어서,
M개의 상기 송신 안테나 각각을 통해 상기 N개의 편파 신호씩 전송되는 해당 MN개의 편파 신호에 따라 MN개의 수신기가 각각 서로 다른 데이터 스트림을 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein each of the MN receivers receives different data streams according to corresponding polarized signals of MN transmitted through the N polarized signals through the M transmission antennas.
제8항에 있어서,
상기 변환하고 합성하는 단계에서,
상기 N개의 편파 신호 x=(x1 x2 ..xN)T에 대하여, 프리코더 행렬
Figure pat00081
을 계산하여 코딩하되, 여기서,
Figure pat00082
,
H1, H1,.., HN은 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωN (i)는 상기 N개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
9. The method of claim 8,
In the converting and synthesizing step,
For the N polarized signals x = (x 1 x 2 .. x N ) T , a precoder matrix
Figure pat00081
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &
Figure pat00082
,
H 1, H 1, .., H N is the channel matrix including channel line-of-sight and non-line of sight component for each channel of the N polarization signal, ω 1 (i), ω 2 (i), .. ω N (i ) Is a repetition number i-th received signal combiner column vector for each channel of the N polarized wave signals.
제11항에 있어서,
상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여
Figure pat00083
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서
Figure pat00084
,
Hm은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
12. The method of claim 11,
Based on the received signal combiner column vector ω m (i + 1) at the receiver m or the predetermined error value ε up to the preset number of iterations i,
Figure pat00083
Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > precoder matrix,
Figure pat00084
,
H m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders matrices V m-th column, () in the (i + 1) * is the complex conjugate, ∥ ∥ 2 is the vector magnitude of And the second polarized wave is a polarized wave.
제1항에 있어서,
M개의 상기 송신 안테나 각각을 통해 상기 N개의 편파 신호씩 총 MN개의 편파 신호를 전송하기 위하여,
상기 변환하고 합성하는 단계에서,
해당 MN개의 편파 신호
Figure pat00085
에 대하여, 프리코더 행렬
Figure pat00086
을 계산하여 코딩하되, 여기서,
Figure pat00087
,
Figure pat00088
1,
Figure pat00089
2,..,
Figure pat00090
MN은 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 가시선 및 비가시선 채널 성분을 포함한 채널 행렬, ω1 (i), ω2 (i),.. ωMN (i)는 상기 MN개의 편파 신호 각 채널에 대하여 반복횟수 i번째 수신 신호 컴바이너 열벡터인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
The method according to claim 1,
In order to transmit a total of MN polarized signals by N polarized signals through each of the M transmission antennas,
In the converting and synthesizing step,
The MN's polarized signals
Figure pat00085
, A precoder matrix
Figure pat00086
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &
Figure pat00087
,
Figure pat00088
1 ,
Figure pat00089
2 , ...,
Figure pat00090
MN is a channel matrix including visible and invisible channel components for each of the MN polarized signal channels, ω 1 (i) , ω 2 (i) , ω MN (i) And the i-th received signal is a combinator column vector.
제13항에 있어서,
상기 반복횟수 i가 사전에 설정한 회수까지, 또는 해당 수신기m에서의 수신 신호 컴바이너 열벡터 ωm (i+1) 를 기초로, 소정의 에러값 ε에 대하여
Figure pat00091
을 만족할 때까지 상기 프리코더 행렬을 반복적으로 계산하고, 여기서
Figure pat00092
,
Figure pat00093
m은 수신기m에 대한 채널 행렬, vm (i+1)는 i+1번째 프리코더 행렬 V(i+1)의 m번째 열, ()*는 공액 복소수, ∥ ∥2는 벡터의 크기인 것을 특징으로 하는 다중 편파 전송 방법.
14. The method of claim 13,
Based on the received signal combiner column vector ω m (i + 1) at the receiver m or the predetermined error value ε up to the preset number of iterations i,
Figure pat00091
Lt; / RTI > the precoder matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00092
,
Figure pat00093
m is the channel matrix for the receiver m, v m (i + 1) is (i + 1) th precoders matrices V (i + 1), m-th column, () * is the complex conjugate, of ∥ ∥ 2 is the magnitude of the vector Wherein the polarized wave transmission method comprises the steps of:
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